Princípio do filme em cunha: O princípio do filme em cunha é um conceito fundamental em tribologia, que é o estudo do atrito, lubrificação e desgaste entre superfícies de contato. É particularmente importante na compreensão dos mecanismos de lubrificação em contatos deslizantes, como mancais de deslizamento, mancais axiais e seguidores de came.
Quando duas superfícies sólidas entram em contato sob carga, elas sofrem atrito e desgaste devido à interação de suas asperezas superficiais (picos e vales). Para reduzir o atrito e o desgaste, uma fina camada de lubrificante é introduzida entre as superfícies. Este filme lubrificante separa as asperezas, evitando o contato direto e reduzindo o atrito e o desgaste.
O princípio do filme em cunha explica como uma lacuna convergente em forma de cunha entre duas superfícies deslizantes pode gerar e sustentar uma pressão hidrodinâmica dentro do filme lubrificante. Essa pressão é o que suporta a carga e mantém as superfícies separadas, conseguindo efetivamente a lubrificação hidrodinâmica.
Como funciona: 1.
Cunha Convergente: À medida que uma das superfícies se move em relação à outra, é criada uma lacuna em forma de cunha entre elas. A natureza convergente da folga faz com que o lubrificante seja puxado para dentro da folga pelas forças viscosas do próprio lubrificante.
2.
Geração de Pressão: À medida que o lubrificante flui para dentro da cunha convergente, ele experimenta um aumento na pressão devido à diminuição da folga. Essa pressão atua normalmente nas superfícies deslizantes, separando-as.
3.
Suporte de carga: A pressão gerada dentro do filme lubrificante suporta a carga aplicada entre as superfícies. Esta pressão atua como uma cunha fluida que separa as superfícies, evitando o contato direto e reduzindo o atrito e o desgaste.
4.
Tensões de cisalhamento e viscosidade: O lubrificante atua como um fluido viscoso, resistindo ao fluxo da cunha. As forças de cisalhamento (devido à viscosidade do lubrificante) contrabalançam a carga aplicada, aumentando ainda mais a capacidade de suporte de carga do filme lubrificante.
O princípio do filme em cunha é essencial para a compreensão do projeto e operação de rolamentos hidrodinâmicos e outros sistemas tribológicos. Ao projetar superfícies com formatos apropriados que possam criar e sustentar lacunas em forma de cunha, os engenheiros podem obter uma lubrificação eficiente e reduzir significativamente o atrito e o desgaste em vários componentes mecânicos.
